Anne Sawyer ganhou novos conhecimentos sobre a maquinaria de proteínas das algas verdes. Crédito:RUB, Kramer
Pesquisadores da Ruhr-Universität Bochum analisaram como as algas verdes fabricam componentes complexos de uma enzima produtora de hidrogênio. A enzima, conhecido como hidrogenase, podem ser relevantes para a produção biotecnológica de hidrogênio.
A data, pouco se sabe sobre a forma como os organismos formam esse tipo de hidrogenases em condições naturais. Usando novos métodos de biologia sintética, a equipe em torno da Dra. Anne Sawyer, Estudante de PhD Yu Bai, a professora assistente Dra. Anja Hemschemeier e o Prof. Dr. Thomas Happe do grupo de pesquisa fotobiotecnologia baseado em Bochum, descobriram que uma maquinaria de proteína específica nos cloroplastos de algas verdes é necessária para a produção de uma hidrogenase funcional. Os pesquisadores publicaram suas descobertas em The Plant Journal .
Estrutura complexa
A equipe trabalhou com a alga unicelular Chlamydomonas reinhardtii. Estes organismos têm uma maquinaria de proteína específica em diferentes regiões das células que monta enzimas - por ex. nos cloroplastos condutores da fotossíntese e no fluido celular, isto é, o citoplasma.
Uma enzima que requer tal montagem é a enzima HYDA1, que contém um cofator complexo, que é a área dentro da enzima onde ocorre a produção real de hidrogênio. O cofator consiste em um aglomerado de quatro átomos de ferro e quatro de enxofre; uma configuração freqüentemente encontrada em enzimas. O que é incomum, Contudo, é que um segundo grupo de dois átomos de ferro adicionais se liga a ele para a catálise de hidrogênio.
Thomas Happe e Anne Sawyer. Crédito:RUB, Kramer
Maquinaria especial de proteína necessária
Happe, Sawyer e seus colegas pretendiam identificar os elementos necessários para a produção do cofator na célula viva. Eles introduziram precursores de hidrogenase em diferentes regiões da célula de algas verdes, nomeadamente no cloroplasto e no citoplasma. A maquinaria da proteína no cloroplasto era a única capaz de montar uma hidrogenase funcional. A maquinaria no citoplasma não conseguiu produzir o cofator complexo.
Enzima bacteriana em algas verdes
Em um teste subsequente, os pesquisadores implantaram o projeto de uma hidrogenase bacteriana no genoma da alga verde. Chlamydomonas reinhardtii usou-o para produzir uma enzima funcional que gerou hidrogênio com eficiência.
"Com base nessas descobertas, podemos desenvolver métodos biotecnológicos, a fim de alcançar a produção eficiente de hidrogênio em algas verdes, "diz Happe." Agora sabemos que a máquina que monta enzimas nos cloroplastos é única e insubstituível. "
